電力生產(chǎn)及其自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

徐飛

摘 要：隨著我國許多高新技術(shù)的逐漸進(jìn)步與普及，也使得電力事業(yè)獲得了極大的發(fā)展空間與技術(shù)支持。電子自動(dòng)化技術(shù)基于電廠對可靠、安全、穩(wěn)定的要求，是保證電力正常生產(chǎn)的重要技術(shù)力量。現(xiàn)如今我國的能源結(jié)構(gòu)還是建立在電力生產(chǎn)與火力的基礎(chǔ)上，加上對效率、環(huán)保、節(jié)能等方面的考慮。該文將對電力生產(chǎn)與自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行簡要的論述與分析，以探討出電氣自動(dòng)化技術(shù)未來的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：電力生產(chǎn) 自動(dòng)化控制 技術(shù)發(fā)展

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（c）-0002-02

當(dāng)今世界對于電力能源的需求日益上升，是促進(jìn)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步的重要手段之一。電力生產(chǎn)與電氣自動(dòng)化控制技術(shù)主要是應(yīng)用于保持電廠穩(wěn)定、高效、安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對電力生產(chǎn)起到控制、優(yōu)化、發(fā)展的作用，是代表著社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的技術(shù)力量與重要產(chǎn)物。

1 電力生產(chǎn)與電力安全

電力生產(chǎn)是一種系統(tǒng)化的、綜合化的過程，促使電力生產(chǎn)、傳輸、分配、使用與轉(zhuǎn)換都處于同一能量之下完成的[1]，也可以說是在同一時(shí)間內(nèi)完成的。因此一旦其中任何一個(gè)步驟中斷或者出現(xiàn)問題，就必然會(huì)打斷生產(chǎn)的全過程。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)指的是將通過收集與整理電力生產(chǎn)所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對投入電力生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。并且依據(jù)監(jiān)視的狀態(tài)的情況與測量的數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)定的程序進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，從而促使電力生產(chǎn)的全過程都能獲得高效、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

電力安全作為電力生產(chǎn)中最重要的問題，同樣作為電力企業(yè)一直以來熱切關(guān)注的問題之一。一旦在電力生產(chǎn)中發(fā)生安全事故，就會(huì)對人體的生命健康造成大面積的、大范圍的傷害。對于電力生產(chǎn)的設(shè)備也有非常嚴(yán)重的損壞。不僅會(huì)導(dǎo)致電力生產(chǎn)所有設(shè)備遭受破壞，部分用戶與企業(yè)出現(xiàn)停電事故，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。重則就會(huì)致使整個(gè)電廠的生產(chǎn)被迫叫停，從而影響到一片區(qū)域內(nèi)的供電障礙，給人們的工作與生活造成嚴(yán)重的影響，對國民經(jīng)濟(jì)來說也造成了極大的損失。因此，我們常說電力安全是保障電力生產(chǎn)的基礎(chǔ)與前提，是提高電力生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的重要防范手段[2]。

2 能源符合標(biāo)準(zhǔn)

電力生產(chǎn)能源所包含的基本標(biāo)準(zhǔn)共有三項(xiàng)，分別是頻率、電壓與波形。而電力產(chǎn)品與其他產(chǎn)品同樣要符合基本的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。而頻率是構(gòu)成電力生產(chǎn)能源中基本標(biāo)準(zhǔn)中被嚴(yán)格要求的最多的一項(xiàng)內(nèi)容。頻率所被允許的頻率波動(dòng)范圍在（50±0.2）Hz之間，并且要時(shí)刻保持平穩(wěn)[3]。而負(fù)荷是經(jīng)常變化的，因此需要供電情況也要跟著負(fù)荷而變化。而電壓作為保持電氣生產(chǎn)正常運(yùn)行基本標(biāo)準(zhǔn)之一，所被允許變動(dòng)范圍大約是額定電壓的15%。值得注意的是它主要在無功功率的供需平衡中體現(xiàn)。由于電力系統(tǒng)中的大部分電氣設(shè)備都是按照正弦波來設(shè)計(jì)的，因此電力生產(chǎn)中所使用的發(fā)電機(jī)所發(fā)出的波形大都是正弦波。

3 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性

影響電力系統(tǒng)保持正常運(yùn)行的因素是比較復(fù)雜的，除了電力的安全生產(chǎn)與供應(yīng)的問題以及電力質(zhì)量的問題，在電力成本方面也具有非常多的問題，即經(jīng)濟(jì)性。怎樣提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，使電力企業(yè)贏得最大程度的利潤，這對于運(yùn)行電力系統(tǒng)來說是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。而對于投入運(yùn)行或者正在運(yùn)行的電力系統(tǒng)來說，應(yīng)當(dāng)對電力系統(tǒng)制定細(xì)致的調(diào)動(dòng)方案[4]。以此來保證電力能安全運(yùn)行以及提高能源質(zhì)量，根據(jù)實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，進(jìn)行分析與計(jì)算，從而做出一個(gè)性價(jià)比較高的電力系統(tǒng)運(yùn)行的調(diào)度方案，并且嚴(yán)格遵守方案來實(shí)施，從而實(shí)現(xiàn)消耗最小化，利潤最大化。

其實(shí)電力安全問題、能源質(zhì)量問題以及電力能源經(jīng)濟(jì)性問題都決定于電力生產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)效性，此方案并不是固定的。并且一旦電力負(fù)荷或是實(shí)時(shí)情況被更改，應(yīng)當(dāng)立即重新分析與計(jì)算。何況對電力系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算還是一項(xiàng)非常浩大的工程，影響因素也較為復(fù)雜，因此人力計(jì)算耗費(fèi)過多的人力與時(shí)間，這就需要依靠先進(jìn)的技術(shù)與軟件、硬件的幫助。

4 電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1990年初，我國創(chuàng)建了電氣分布式的控制系統(tǒng)，又簡稱DCS系統(tǒng)，它是一種計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，作為電廠對自動(dòng)化技術(shù)綜合應(yīng)用的開端與前身。隨著自動(dòng)化技術(shù)得到不斷的更新與進(jìn)步，使得電氣分布式控制系統(tǒng)成為電廠控制技術(shù)的中心，并逐漸研發(fā)出對電氣自動(dòng)化的監(jiān)控功能。

4.1 集中式處理方式

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是面向電力系統(tǒng)全過程的運(yùn)行所檢測到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與整理，只依靠計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)就能完成，不需要在正在運(yùn)行的設(shè)備處理，提供了數(shù)據(jù)處理的效率。另一方面也能按照不同反應(yīng)下的電力系統(tǒng)所檢測到的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行合理的設(shè)定，從而發(fā)揮出調(diào)整與優(yōu)化的功能。

集中式的技術(shù)處理方式主要包括兩種：一種是轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)換弱電信號(hào)；另一種則是轉(zhuǎn)換強(qiáng)電信號(hào)。在直流信號(hào)與空接點(diǎn)處，在硬接線纜下模擬開關(guān)量與電氣量[5]。然后與電氣的分布式控制系統(tǒng)的輸出與輸入設(shè)備連接下。

4.2 分層式技術(shù)

分層式技術(shù)主要應(yīng)用于3層：通信層、站級監(jiān)控層與間隔層。其中站級的監(jiān)控層是構(gòu)成通信技術(shù)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，有利于實(shí)現(xiàn)對間隔層的數(shù)據(jù)管理與信息交換功能。分層技術(shù)在電子自動(dòng)化中的應(yīng)用能夠有效通過在間隔層上安裝控終端等方式，進(jìn)一步提高對電廠的綜合管理水平。分層技術(shù)由于占地面積小，因此能夠在一定程度上增強(qiáng)電力系統(tǒng)裝置的獨(dú)立性、靈敏性與可靠性，從而實(shí)現(xiàn)對成本的有效控制。而且分層管理還具有很好的抗干擾性的優(yōu)點(diǎn)，使得計(jì)算機(jī)收集與處理數(shù)據(jù)時(shí)能提高其精準(zhǔn)度。

4.3 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展

4.3.1 實(shí)現(xiàn)多機(jī)一控

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)先后進(jìn)了機(jī)組的更新?lián)Q代，從最早的一機(jī)一控，到后來的兩機(jī)一控，三機(jī)一控、四機(jī)一控。隨著我國科技的進(jìn)步與發(fā)展，相信在不久的將來可以嘗試多機(jī)一控。

4.3.2 局域網(wǎng)絡(luò)化的集中控制

現(xiàn)階段多數(shù)的電力企業(yè)都是單一控制電氣設(shè)備，比如說輸煤系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)與燃油系統(tǒng)等[6]。而對電氣設(shè)備實(shí)施單獨(dú)控制，成本較高。因此將電氣系統(tǒng)一并納入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中對其實(shí)施統(tǒng)一的處理，是其未來發(fā)展的前景之一。

4.3.3 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

起初從小型的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，到現(xiàn)在的輔助型的車間系統(tǒng)，其對現(xiàn)場總線的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用與進(jìn)步獲得了顯著的成功，因此在未來的發(fā)展中，要不斷改進(jìn)現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)存在的不足與問題，繼而取得更大的成就。

5 結(jié)語

綜上所述，21世紀(jì)是一個(gè)集網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化與集中化為一體的時(shí)代，高新技術(shù)更新?lián)Q代速度快是其最鮮明的特點(diǎn)。電氣生產(chǎn)也逐漸趨向于現(xiàn)代化、智能化與自動(dòng)化，為推動(dòng)我國的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 展宗波，趙健.電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)下的電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（11）：177-178.

[2] 簡國偉.試論電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢[J].電子世界，2016（10）：39.

[3] 林建勛.淺談電力系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)及其發(fā)展[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（1）：258.

[4] 李青山.電力自動(dòng)化控制技術(shù)的分析[J].科技風(fēng)，2014 （12）：113.

[5] 趙戰(zhàn)強(qiáng).淺談電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2012（24）：120-122.

[6] 馬峻峰，代沖.電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀與前景分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（6）：165.endprint